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Siebmaschine mit einem in einer Siebkammer angeordneten, in Schwingungen
versetzbaren zylindrischen Sieb Die Erfindung betrifft eine Siebmaschine mit einem
in einer Siebkammer angeordneten, in Schwingungen versetzbaren zylindrischen Sieb,
um dessen waagerechte Achse Flügelplatten drehbar gelagert sind.
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Es sind Siebmaschinen mit einem zylindrischen Sieb bekannt, in welchem
ein Flügelrad um die Siebachse rotiert (schweizerische Patentschrift 377 621).
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Es ist ferner bekannt (britische Patentschrift 960 484), in einem
starr im Siebgehäuse befestigten radialen Zylindersieb drehbar ein exzentrisch gelagertes
Rührwerk zu montieren, durch dessen Schlagbewegung das Sieb im gleichen Takt, also
mit relativ geringer Frequenz, gehoben und gesenkt wird.
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Schließlich sind sogenannte Schwingsiebe bekannt, bei denen die ganze
Siebmaschine z. B. elektrisch in Schwingungen versetzt wird (deutsche Patentschrift
705 997). Ein Rührwerk ist bei diesen bekannten Schwingsieben nicht vorhanden.
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Bei den bekannten Siebmaschinen wird die erforderliche Relativbewegung
zwischen dem zu siebenden Gut und dem Sieb durch Gravitations-, Zentrifugal- oder
Strömungskräfte verursacht. Die Gravitationskraft wird beispielsweise bei geneigten
Flachsieben, Zylindersieben, Vibrationssieben und Schwenksieben ausgenutzt. Hierbei
wird das zu siebende, z. B. pulverförmige Gut durch eine Bewegung des Siebes über
das Sieb geleitet, wobei die feinen Teilchen dann durch die Sieböffnungen treten.
Relativ grobes Gut läßt sich durch solche Siebmaschinen zwar gut verarbeiten, bei
feinteiligem Pulver, dessen Teilchengröße unter etwa 0,15 mm liegt, und bei pulverförmigem
Gut relativ kleiner Dichte lassen sie jedoch zu wünschen übrig, da die Gravitation
hier nur sehr kleine Kräfte auszuüben vermag. Bei elektrischen Vibrationssieben,
die gewöhnlich mit 3000 oder 3600 Schwingungen pro Minute arbeiten, ist beispielsweise
die Geschwindigkeit der auf die Pulverteilchen schlagenden Sieboberfläche unter
Umständen so groß, daß das Pulver im Schwebezustand gehalten wird, und es ist daher
schwierig, mit solchen Maschinen Pulver mit einer Teilchengröße unter etwa 0,8 mm
(20 mesh) zu verarbeiten.
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Bei Schwing- oder Schwenksieben, die mit einigen zehn oder hundert
Schwingungen pro Minute arbeiten, ist zwar die Neigung des Pulvers, im Schwebezustand
gehalten zu werden, geringer als bei schnell arbeitenden Vibrationssieben, so daß
auch feinteiligere Pulver verarbeitet werden können, trotzdem lassen auch solche
Siebe zu wünschen übrig, da das Gewicht der Pulverteilchen und damit ihre Geschwindigkeit
beim Durchsetzen des Siebes gering sind. Die Arbeitsgeschwindigkeit und der Wirkungsgrad
sind daher klein, und in der Praxis lassen sich Pulver mit einer Teilchengröße unter
etwa 0,15 mm nicht mehr gut verarbeiten.
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Bei Siebmaschinen, in denen Zentrifugal- oder Strömungskräfte ausgenutzt
werden, erhalten die Pulverteilchen eine größere kinetische Energie als infolge
der Einwirkung der Schwerkraft, so daß sie leichter durch das Sieb treten können.
Bei Siebmaschinen, die auf diesem Prinzip arbeiten, besteht jedoch die Gefahr, daß
die Sieböffnungen durch gröbere Teilchen, die das Sieb nicht durchsetzen können,
zugesetzt werden. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, das Sieb durch Klopfen oder
Bürsten mit einer umlaufenden Bürste zu reinigen. Feine Siebe, z. B. aus sehr feinen
Metalldrähten, Seidenfäden oder Kunststoffasern, sind jedoch sehr empfindlich und
werden durch die Reinigung leicht beschädigt. Es ist auch bereits angeregt worden,
Siebe mittels eines Luftstromes zu reinigen, hierdurch läßt sich jedoch in der Praxis
jeweils nur ein begrenzter Bereich des Siebes erfassen, und man benötigt umfangreiche
und 'komplizierte Vorrichtungen, um die ganze Sieboberfläche gleichmäßig reinigen
zu können. Außerdem wird ein Staubabscheider großer Kapazität benötigt, um den von
der Abluft mitgeführten Staub abzuscheiden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die oben
diskutierten Nachteile der bekannten
Siebmaschinen zu vermeiden
und eine Siebmaschine anzugeben, die feine Pulver mit gutem Wirkungsgrad zu verarbeiten
gestattet, ohne daß sich das Sieb zusetzt. Dies wird bei einem Zylindersieb bzw.
einer Siebmaschine. der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht,
daß eine Anordnung vorgesehen ist, durch welche die Siebkammer zusammen mit dem
Sieb und den drehbaren Flügelplatten unabhängig von der Drehbewegung der Flügelplatten
in Schwingungen versetzbar ist.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere für Siebmaschinen für feinteilige
Pulver, die eine Teilchengröße unter etwa 0,15 mm (100 mesh) haben, und/ oder Pulver,
die infolge ihres Feuchtigkeitsgehaltes oder elektrostatischer Aufladung am Sieb
haften- und daher mit den bekannten Siebmaschinen praktisch nicht gesiebt werden
können.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Siebkammer
auf einer beweglich gelagerten Trägerplatte angeordnet ist, die die Anordnung zur
Schwingungserzeugung trägt.
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Bei einer Siebmaschine gemäß der Erfindung wird das zugeführte pulverförmige
Gut durch die von den umlaufenden Flügelrädern erzeugten Zentrifugal-und Strömungskräfte
mit einer Geschwindigkeit, die einige zehnmal größer ist als die durch Gravitationskräfte
erzeugte Geschwindigkeit, gegen die Sieboberfläche geschleudert, so daß ein guter
Wirkungsgrad gewährleistet ist. Da das zugeführte pulverförmige Gut außerdem gleichförmig
auf die ganze Innenfläche des Zylinders verteilt wird, wirkt dies effektiv wie eine
erhebliche Vergrößerung der Siebfläche, die spezifische Belastung pro Flächeneinheit
des Siebes wird kleiner, und die Verringerung des Siebwirkungsgrades infolge einer
zeitweiligen und örtlichen Verstopfung des Siebes wird geringer. Gleichzeitig werden
die die Sieböffnungen zusetzenden groben Teilchen durch die raschen Schwingungen
des Siebes von diesem getrennt und zu einem Auslaß geführt. Da das Sieb nicht durch
mechanisches Bürsten oder Klopfen gereinigt werden muß und da die spezifische Belastung
des Siebes bei der Erfindung verringert wird, ergibt sich auch eine wesentliche
Verringerung des Verschleißes des Siebes.
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Mit einer Siebmaschine . gemäß der Erfindung lassen sich bei Verwendung
von Sieben mit einer nominellen Maschenweite von etwa 150 [,m (100 mesh) Durchsätze
erreichen, die das Fünf- bis Zwanzigfache der konventioneller Vibrations- und Schwenksiebe
mit gleicher Siebfläche und Maschenweite betragen. Die verwendeten Metallsiebe erreichen
in einer Maschine gemäß der Erfindung außerdem 5- bis 10mal längere Standzeiten
als bei den bekannten Maschinen.
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Erhöht man die Geschwindigkeit, mit der das zu siebende pulverförmige
Gut in die Siebmaschine eingeführt wird, um den Durchsatz zu erhöhen, so wird die
auf der Sieboberfläche stehende Pulverschicht dicker, und es besteht die Gefahr,
daß nicht alle Teilchen die Sieboberfläche erreichen und auch feine Teilchen zu
dem für die groben Teilchen vorgesehenen Absaugauslaß gelangen. Wenn andererseits
die Zuführungsgeschwindigkeit zu klein ist, können die Flügelräder das Pulver nicht
mehr einwandfrei erfassen und umwälzen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
werden daher Vorkehrungen getroffen, um sowohl das Austreten unge-: siebten Gutes
aus dem Auslaß zu verhindern als auch ein einwandfreies und vollständiges Sieben
durch wirkungsvolles Durchrühren und Durchmischen des Pulvers mit Hilfe der Flügelräder
zu gewährleisten. Hierzu wird mindestens eine ring-oder bogenförmige Trennplatte
im Inneren des Zylindersiebes angeordnet. Durch diese Trennplatten im Zylinder wird
erreicht, daß das Pulver auch bei hoher Zuführungsgeschwindigkeit in einer entsprechend
dicken Schicht auf der Sieboberfläche stehenbleibt, ohne zum Auslaß strömen zu können;
gleichzeitig ist gewährleistet, daß das pulverförmige Gut durch die Flügelräder
genügend erfaßt, umgewälzt und gesiebt wird. Dabei bewegen sich nur die groben Teilchen
infolge der Vibration des Siebes langsam zum Auslaß. Es ist also auch bei hohen
Zuführungsgeschwindigkeiten gewährleistet, -daß das Gut vollständig gesichtet wird.
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Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Siebmaschine gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, deren Siebkammer im Schnitt dargestellt
und deren Siebzylinder mit bogenförmigen Trennplatten versehen ist, F i g. 2 eine
Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der Fig.1. F i g. 3 eine F i g. 1 entsprechende
Ansicht eines Teiles einer Siebmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,. deren Siebzylinder ringförmige Trennplatten enthält, und F i g.
4 eine Schnittansicht in einer Ebene 4-4 der Fig.3.
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Die als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in den F i g. 1 und
2 dargestellte Siebmaschine enthält eine Siebkammer 1, die durch Endplatten 2, 3
und eine zylindrische Wand 4 umschlossen wird. Die Endplatten 2, 3 sind durch ringförmige
Flansche 5, 6 mit der zylindrischen Wand 4 verbunden. Innerhalb der Flansche 5,
6 springen weitere ringförmige Flansche 7, 8 von der Innenseite der Endplatten 2,
3 vor, die ein grobmaschiges, korbartiges Verstärkungsgerüst 9 tragen, das außen
von einem Sieb 10 in Form eines feinmaschigen zylindrischen Metallnetzes umgeben
wird. Das Sieb 10 ist an seinen Enden durch Metallbriden 11, 12 an den Flanschen
7, 8 befestigt.
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Die Endplatte 2 ist mit einem Einlaß 13 für das zu sichtende pulverförmige
Gut versehen, der in das Innere des Siebes 10 führt. An der Endplatte 3 ist ein
mit dem unteren Teil des Inneren des Siebes 10 in Verbindung stehender Auslaß 14
für den gröberen Anteil des gesiebten Gutes und ein mit dem unteren Teil der Siebkammer
1 in: Verbindung stehender Auslaß 15 für die feinen Teilchen angebracht. Der Boden
der zylindrischen Wand 4 ist in Richtung auf den Auslaß 15 nach unten geneigt.
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An den Endplatten 2, 3 sind Lager 16, 17 für eine Welle 18 angeordnet,
die sich axial durch den durch das Sieb 10 gebildeten Zylinder in der Siebkammer
1 erstrecken. Innerhalb des Siebes 10 sind an der Welle 18 Arme 19 a, 19
b, 19 c und 19 d befestigt, an deren Enden Flügelplatten 20 a, 20 b, 20 c
bzw. 20 d angeordnet sind. Zwischen den Armen sind bogenförmige Trennplatten 21
a, 21 b, 21 c vorgesehen, die über Befestigungswinkel 22 am Inneren des Traggerüstes
9 befestigt sind.
Die Endplatten 2, 3 sind unten über Füße
23 und Bolzen 25 auf einer Trägerplatte 24 befestigt. Auf der Oberseite
der Trägerplatte 24 ist ein Motor 26 montiert, der über Riemenscheiben 27, 28 und
einen Riemen 29 die Welle 18 antreibt. Die Flügelplatten 20 a bis 20 d können also
durch Gien Motor 26 um die Welle 18 gedreht werden.
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Die Trägerplatte 24 ist an ihren vier Ecken über Federn 30 mit Bolzen
32, 33 über einer Grundplatte 31 gelagert. An. der Mitte der Unterseite der Trägerplatte
24 ist ein Motor 34 befestigt, dessen Welle an beiden Enden mit exzentrischen Massen
35 verbunden ist. Die Trägerplatte 24 kann also durch den Motor 34 in starke, rasche
Schwingungen versetzt werden. Vorzugsweise stimmen die Umlauffrequenz des Motors
und die Eigenfrequenz der durch die Federn 30 schwingungsfähig gelagerten Anordnung
möglichst weitgehend überein, um einen guten Wirkungsgrad bei der Schwingungsanregung
zu gewährleisten.
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Wenn die Motoren 26, 34 laufen, rotieren die Flügelplatten 20 a bis
20 d, und das Sieb 10 vibriert stark und mit hoher Geschwindigkeit. Wenn dann durch
den Einlaß 13 pulverförmiges Gut kontinuierlich in das Innere des Siebes 10 eingeführt
wird, wird das Gut durch die Drehung der Flügelplatten 20 a bis 20 d und die durch
diese erzeugte umlaufende Luftströmung dispergiert, und das dispergierte pulverförmige
Gut läuft längs der Innenfläche des Siebes um, wobei die Pulverteilchen mit hoher
Geschwindigkeit gegen das Sieb geschleudert werden. Die kleineren Teilchen treten
dabei mit hoher Geschwindigkeit durch die Maschen des Siebes hindurch, treffen auf
die zylindrische Wand 4 auf und fallen nach unten, wo sie durch die Schwingungen
längs des schrägen Bodens der Siebkammer zum Auslaß 15 gefördert werden. Die groben
Teilchen, die das Sieb nicht durchsetzen können, werden dagegen durch die Schwingungen
des Siebes zurückgestoßen und bewegen sich allmählich in Richtung auf den Auslaß
14, durch den sie schließlich austreten. Da das Sieb schwingt, haften auch solche
Teilchen nicht am Sieb, die es sonst infolge statischer Anziehung oder ihres Feuchtigkeitsgehaltes
tun würden, auch Teilchen, die nur wenig größer sind als die Maschen des Siebes,
setzen dieses nicht zu, so daß der Wirkungsgrad des Siebes dauernd hoch bleibt.
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Das vom Einlaß 13 in die Maschine eingeführte pulverförmige
Gut verweilt zuerst im Abschnitt vor der Trennplatte 21 a, von wo er im Verlaufe
des beschriebenen Siebvorganges allmählich durch den Spalt zwischen der Trennplatte
und dem Sieb und anderen Teilen in den benachbarten Abschnitt gelangt. Die Dicke
der Pulverschichten in den einzelnen Abschnitten nimmt also vom Einlaß 13 zum Auslaß
14 stufenweise ab. Wenn keine Trennplatten vorgesehen wären, wäre die Dicke der
Pulverschicht im ganzen Siebzylinder ziemlich gleichförmig, und es bestände die
Gefahr, daß umgesichtetes Gut den Auslaß 14 erreicht oder daß bei geringer Zuführungsgeschwindigkeit
das Gut nicht einwandfrei durch die Flügelplatten 20 a bis 20 d erfaßt und herumgewirbelt
werden kann. Durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen Trennplatten 21a bis 21c
nimmt die Dicke der Pulverschicht stufenförmig ab, und das Gut kann nicht mehr frei
zum Auslaß fließen, so daß kein urgesiebtes Gut zum Auslaß gelangt, auch wenn große
Gutmengen durch den Eimaß 13 eingeführt werden. Wenn andererseits nur eine relativ
geringe Menge pulverförmigen Gutes in die Maschine eingeführt wird, so ist trotzdem
gewährleistet, daß das Gut im ersten Abschnitt, der an den Einlaß 13 angrenzt, eine
Schicht genügender Dicke bildet, um einwandfrei von den Flügelplatten 20a erfaßt,
herumgewirbelt und gesiebt werden zu können. Selbst wenn die Dicke der Pulverschicht
auf dem Sieb so klein ist, daß die Flügelplatten kaum mehr wirksam sind, wird ein
rasches Abließen des Pulvers zum Auslaß 14 durch die Trennplatten verhindert, und
das Pulver wird durch die Schwingbewegung des Siebes auch in diesem ungünstigen
Fall einwandfrei gesichtet, so daß schließlich nur grobe Teilchen zum Auslaß 14
gelangen. Um ein gleichmäßiges Fließen der groben Teilchen zum Auslaß 14 sicherzustellen,
wird vorzugsweise im unteren Teil jeder Trennplatte eine Ausnehmung 36 vorgesehen.
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Mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden versuchsweise
Calciumkarbonatpulver mit verschiedenen Sieben, deren Maschenweite zwischen etwa
325 und 76 Km (48 bis 200 mesh) betrug, gesichtet, dabei wurden Durchsätze erreicht,
die das Zehn- bis Dreißigfache der bekannter Schwingsiebe gleicher Siebfläche betrugen.
Der Sichtungsgrad betrug unabhängig von der Zuführungsgeschwindigkeit der Teilchen
und der Verteilung der Teilchengrößen gewöhnlich mindestens 90°, in vielen Fällen
jedoch 99% und darüber. Diese Werte kommen denen nahe, die sich mit Normprüfsiebmaschinen
erreichen lassen.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung eignet sich
besonders für Güter mit verhältnismäßig großer scheinbarer Dichte, Teilchengröße
und für ein Arbeiten mit relativ kleinen Flügelplattendrehzahlen. Für besonders
feinteilige Güter mit kleiner scheinbarer Dichte und/oder schnell umlaufenden Flügelplatten
ist die Verwendung von ringförmigen Trennplatten 37 a bis 37 d vorteilhafter, wie
sie das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält.
Bei dieser nur teilweise dargestellten Siebmaschine sind im übrigen die gleichen
Bezugszeichen wie bei F i g. 1 und 2 verwendet worden.
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Bei feinteiligen Pulvern verbleiben diese nämlich gewöhnlich nicht
im unteren Teil des Siebes, sondern wirbeln mit den Flügelplatten herum, so daß
die Bewegung des Gutes zum Auslaß durch die bogenförmigen Trennplatten gemäß F i
g. 1 und 2 nicht einwandfrei kontrolliert werden kann. Auch bei den kreisringförmigen
Trennplatten 37 a bis 37 b wird vorzugsweise im untersten Teil jeder Trennplatte
eine Ausnehmung 36 vorgesehen, durch die sich die groben Teilchen zum Auslaß 14
bewegen können.